信号发生器与数字电压表的设计

举例3：红外线自动门控制系统原理图
+5V
20K
2.2u
3.3K
1M
10K
1M
103 10u
103
2M
47u
D S G 红外传感器
47K 470u
103 103
60K GND
VC IB VDD 2OUT 2IN1IN+ 1IN-
1OUT
BISS0001
VSS
RR2 RC2 RC1 RR1
V0
A
+5V 220K
102 330K
10n 330K
+5V
10K×6
AT89C51
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5
P1.6
P3.2/INT0 P2.0 P2.1 P2.2 P2.3
VCC
LED
行程开关1 行程开关2 行程开关3 行程开关4 手动开按钮 手动关按钮
手动/自动切换 蜂鸣报警 电机过热报警
D/A（Digit to Analog）转换器： 为把数字量转换成模拟量，在D/A转换 芯片中要有解码网络： ①权电阻网络； ②倒T型电阻网络。
T型电阻网络型D/A转换器：
D/A转换器的原理：
把输入数字量中每位都按其权值分别转换成模拟量，并通
过运算放大器求和相加。根据克希荷夫定律，如下关系成立：
I0=20
2、建立时间（Establishing Time）是描述D/A转换速 度的快慢。
3、转换精度（Conversion Accuracy）指满量程时 DAC的实际模拟输出值和理论值的接近程度。
4、偏移量误差（Offset Error）偏移量误差是指输入 数字量为零时，输出模拟量对零的偏移值。
5、线性度（Linearity）线性度是指DAC的实际转换特 性曲线和理想直线之间的最大偏移差。
D/A内
无锁存器
与P1、P2接口：不需加锁存器，直接接口。
与P0接口：因P0的特殊功能，需加锁存器。 如：DAC800、AD7520、AD7521等。
有锁存器：最好与P0直接接口。 如：DAC0832、DAC1230等。
4）性能指标：
1、分辨率（Resolution）是指D/A转换器能分辨的最 小输出模拟增量，取决于输入数字量的二进制位数。
I1=21
I2=22
I3=23
n位数字量与模拟量的关系式： VO =—VREF×（数字码 / 2n） (VREF —— 参考电压)
注：因使用反相比例放大器来实现电流
到电压的转换，所以输出模拟信号(VO) 的极性与参考电压(VREF)极性相反。
2）D/A输出形式：
①电压；
②电流 运算放大器 电压。
3）注意区分D/A内部是否带有锁存器：
电压过高报警
速度异常报警
转速检测模块 电压检测模块 电机温度检测
ADC 0809
A/D转换
P0
P3.0
WR
RD
P3.1
ALE
P3.4
P3P.31/.7INT1
光 电机正转继电器J1 电 隔 电机反转继电器J2
离 速度变换继电器J3
红外线传感器集成芯片BISS0001特点
（1）用CMOS工艺，功耗低。
12
6
11
7
10
8
9
1OUT 1IN-
1IN+ 2IN2OUT VDD IB Vc
7.1 简易波形信号发生器的设计
7.1.1 认识D/A转换芯片DAC0832 7.1.2 硬件电路与软件程序设计 7.1.3 调试与仿真运行
7. 1.1 认识D/A转换芯片DAC0832
1. D/A转换
1） D/A转换概述
DI0
DI7 ILE CS WR1 WR2 XFER
八位 输入 寄存器
&
LE1
&
&
八位 D/A 寄存器
LE2
八位
D/A 转换器
VREF IOUT2 IOUT1
Rfb
AGND
VCC DGND
(a) DAC0832 引脚
(b) DAC0832内部结构 LE1（LE2）= 0：锁存；
图7-1 DAC0832内部结构作引脚图
CS 1 WR1 2 AGND 3
DI3 4 DI2 5 DI1 6 (LSB)DI0 7 VREF 8 Rfb 9 DGND 10
DAC0832
24 VCC 23 ILE 22 WR2 21 XFER 20 DI4 19 DI5 18 DI6 17 DI7(MSB) 16 IOUT2 15 IOUT1
A
（2）具有独立的高输入阻抗运算放
V0
大器，可与多种传感器匹配。
RR1
（3）双向鉴幅器可有效抑制干扰信
RC1
号。
RC2
（4）内设延时和封锁定时器，性能
RR2
稳定，调节范围宽。
Vss
（5）内置参考电源。
VRF/RESET
（6）工作电压范围宽（3V～5V）。
1
16
2
15
3 BISS0001 14
4
13
5
举例1：温度测控系统
电热箱 电热丝
温度传感器 放 模 大
A/D
数
单
片
调节电压 控温
光隔驱动 控制信号 机
双向可控硅
电~源
设定值 打印输出
举例2：速度测控系统
纸长拨盘给定
转速 A/D P0
PID
D/A
P1
触发器 可控硅
＝/
电机
M
给定
+-
单片机系统
转速反Fra Baidu bibliotek 纸长反馈
脉冲
发生器 G
测量 转速
单片机控制系统原理框图
描述D/A转换速度的快慢。 • 输出形式为电流的转换器比电压的建立时间短。 • D/A转换速度远高于A/D转换。 3、转换精度（Conversion Accuracy）：
指满量程时DAC的实际模拟输出值和理论值的 接近程度。
2 D/A转换芯片DAC0832
一、内部结构：DAC 0832：8位双缓冲器结构的D/A转换器。
1：直通。
DI0～7：转换数据输入（8位）； ILE：数据锁存允许信号（输入）；
CS：片选信号（输入）； XFER：数据传送控制信号（输入）；
WR1：第一写信号（输入），与ILE共同控制输入寄存器是数据直通方式还是 数据锁存方式；
项目7 信号发生器与数字电压表的设计
7.1 简易波形信号发生器的设计 7.2 数字电压表的设计
本章导读
了解ADC和DAC的作用及主要性能指标 掌握DAC0832和ADC0808/0809的结构、工作 原理和使用方法。 理解简易波形信号发生器和数字电压表的硬 件及软件设计方法及工作过程。
单片机和被控实体间的接口示意图
主要技术指标：
1、分辨率（Resolution）： 对D/A转换器输入量变化敏感程度进行描述，
与输入数字量的位数有关。 • 若数字量的位数为n，则分辨率为2－n。 • 数字量位数越多，分辨率就越高。 • 应用时，应根据分辨率的需要选定转换器的位数。 注：BCD码输出的A/D转换器用位数表示分辨率。 2、建立时间（Establishing Time）：（转换速度）